本发明提供一种液氮洗和深冷分离的偶合系统和方法，其中偶合系统包括：换热装置；液氮洗涤装置，用于脱除原料气中的甲烷和一氧化碳杂质；精配氮装置，用于调整液氮洗涤装置排出的氢氮气中氢气和氮气的比例；甲烷回收装置，用于回收原料气中的甲烷；制冷装置，用于提供冷量。本发明的液氮洗和深冷分离的方法包括：初步提浓原料气中的氢气；脱除氢氮气中的甲烷和一氧化碳杂质；调整液氮洗涤装置排出的氢氮气中氢气和氮气的比例；回收并提纯液氮洗涤装置排出的液相中的甲烷。本发明的技术方案具有回收率高、投资少、节省能耗的优点。本发明的技术方案能够降低投资和能耗的同时为后序合成工段提供合格的合成气。